JP2002327815A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 速度検出機構を内部に収容した回転駆動装置
において、減速装置と速度検出機構との間のシール機能
を少ない部品点数で実現する。 【解決手段】 回転駆動装置１において、伝動手段４
は、減速装置３から被動装置側に延びる出力軸７を有
し、減速装置３の出力を被動装置に伝える。速度検出機
構８は、減速装置３の被動装置側に配置され、出力軸７
の回転速度を検出するための機構である。ハウジング３
１は、出力軸７及び速度検出機構８の周囲を覆う外壁部
３２と、外壁部３２の被動装置側に一体に形成され出力
軸７が貫通する第１隔壁部３３と、外壁部３２の減速装
置３側に一体に形成され出力軸７が貫通する第２隔壁部
３４とを有する。第２隔壁部３４は、第１隔壁部３３及
び外壁部３２とともに速度検出機構８が設置される収容
空間部３５を形成し、減速装置３と速度検出機構８とを
軸方向に分離している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置、特
に、被動装置を回転駆動するとともに、出力回転速度を
検出して駆動回転速度をフィードバック制御可能な回転
駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置や印刷機械等に
おいては、感光体ドラムやフィルムの送りのためのロー
ラを比較的低速度かつ高精度で回転するための回転駆動
装置が必要となる。特開平１０−１６１７５２号に開示
された回転駆動装置は、モータと、モータの回転を減速
する遊星方式の減速装置と、伝動手段と、速度検出機構
と、フィードバック制御手段とを備えている。

【０００３】そして、遊星方式の減速装置としては、歯
車式の減速装置と、トラクションすなわち摩擦伝達方式
による減速装置とがある。減速装置は、モータの出力軸
に形成された太陽ローラ、遊星ローラと及びキャリアか
らなる。伝動手段は、主に、減速機側から被動装置側に
延びる出力軸を有している。この出力軸はボールベアリ
ング等の軸受を介してハウジングに回転自在に支持され
ている。

【０００４】速度検出機構は、例えば、パルス板とパル
ス板を検出する光検出器とからなるロータリーエンコー
ダから構成されている。フィードバック制御手段は、速
度検出機構によって検出された回転速度に基づいて、モ
ータの制御を行う。

【０００５】ここで、速度検出機構は、減速装置のハウ
ジングの出力側に配置されることになるが、そのため回
転駆動装置の軸方向の寸法が長くなっている。ところ
が、例えば、カラーコピー装置に回転駆動装置を使用し
た場合、省スペース化要求が強くなり、軸方向に短い回
転駆動装置の要求が強くなった。そこで、本願出願人
は、特願２０００−２６２５３９号において速度検出機
構を減速装置のハウジング内に配置し、かつ減速装置の
付勢部材をモータ側の壁面に移動した。これによって従
来にない軸方向に短縮された回転駆動装置が実現され
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回転駆動装置への要求
は、軸方向への短縮化のみではない。他の用途、つまり
スペースよりコスト低減と長期間の安定動作を求める要
求もあり、これに対応できる回転駆動装置も必要とな
る。

【０００７】そこで、本願出願人は、特願２０００−２
６２５４０号において、速度検出機構を減速装置のハウ
ジング内に配置するとともに、キャリアと遊星ローラと
の間にシール部材を設ける構造を発明した。この減速装
置では、減速装置のハウジング内の潤滑油や摩耗粉等が
速度検出機構側に侵入してパルス板や光検出器が汚染す
るのを防止している。これにより、この回転駆動装置の
軸方向の短縮化に加えて、正確な回転速度の検出が行
え、長期間にわたる安定動作が実現された。

【０００８】しかし、速度検出機構と減速装置が同じハ
ウジング内に収納されることで、速度検出機構やシール
部材を配置するために構造的に複雑になり、部品点数が
多くなっている。

【０００９】本発明の課題は、軸方向への短縮化を犠牲
にしてでも、従来より部品点数及び加工工数が少なく、
かつ長期間安定に動作する回転駆動装置を実現すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の回転駆
動装置は、回転駆動源としてモータを使用し、被動装置
を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して、モ
ータの駆動回転速度をフィードバック制御する回転駆動
装置であって、減速装置と伝動手段と速度検出機構とハ
ウジングと第１軸受と第２軸受とを備えている。減速装
置はモータによって駆動される。伝動手段は、減速装置
から被動装置側に延びる出力軸を有し、減速装置の出力
を被動装置に伝える。速度検出機構は、減速装置の被動
装置側に配置され、出力軸の回転速度を検出するための
機構である。ハウジングは、出力軸及び速度検出機構の
周囲を覆う外壁部と、外壁部の被動装置側に一体に形成
され出力軸が貫通する第１隔壁部と、外壁部の減速装置
側に一体に形成され出力軸が貫通する第２隔壁部とを有
する。第１軸受は第１隔壁部の内周面と出力軸との間に
配置されている。第２軸受は第２隔壁部の内周面と出力
軸との間に配置されている。第２隔壁部は、第１隔壁部
及び外壁部とともに速度検出機構が設置される収容空間
部を形成し、減速装置と速度検出機構とを軸方向に分離
している。

【００１１】この回転駆動装置では、モータの回転が減
速装置によって減速され、伝動手段の出力軸から出力さ
れて被動装置が駆動される。このとき、減速装置の出力
回転速度は速度検出機構によって検出され、この検出結
果に基づいて、出力回転速度が所望の設定速度になるよ
うにモータの回転速度がフィードバック制御される。

【００１２】この回転駆動装置では、従来、複数の部品
で構成していたハウジングを一体成形により構成するこ
と、第２隔壁部と第２軸受により速度検出機構への不純
物を防止するためだけの部材（シール部材）が不要とな
ることで、全体としての部品点数及び加工工数を低減で
き、加えてハウジングの剛性及び組立精度の向上が図れ
る。さらに、第２隔壁部及び第２軸受が減速装置と速度
検出機構とを軸方向に分離しているため、速度検出機構
部分にグリス等の潤滑剤や減速機構部分で発生した摩耗
粉等が侵入するのが防止でき、正確な速度検出によって
長期間安定に動作することができる。

【００１３】請求項２に記載の回転駆動装置では、請求
項１において、ハウジングには、速度検出機構を収容空
間部に設置するための窓部が形成されている。この回転
駆動装置では、ハウジングに形成された窓部を利用して
速度検出機構の設置を行うことができるため、ハウジン
グが一体成形されていても組立作業が容易である。

【００１４】請求項３に記載の回転駆動装置では、請求
項２において、窓部は外壁部を出力軸の径方向に貫通し
ている。窓部の中心軸は貫通方向に延びて出力軸に直交
している。

【００１５】請求項４に記載の回転駆動装置では、請求
項３において、速度検出機構は、検出手段と、出力軸と
一体回転し検出手段によって検出される被検出部材とか
らなる。窓部は、被検出部材を収容空間部内に設置する
ための第１窓部と、検出手段が配設される第２窓部とを
有する。

【００１６】請求項５に記載の回転駆動装置では、請求
項４において、第１窓部は外壁部を出力軸の第１径方向
に貫通している。第１窓部の中心軸は第１径方向に延び
て出力軸に直交している。第２窓部は外壁部を出力軸の
第２径方向に貫通している。第２窓部の中心軸は第２径
方向に延びて出力軸に直交している。

【００１７】請求項６に記載の回転駆動装置では、請求
項４又は５において、ハウジングには、検出手段を配設
する際に取付位置を調節するための調整用窓部が設けら
れている。

【００１８】この回転駆動装置では、調整用窓部がある
ことによって、ハウジングが一体成形されていても検出
手段を所望の位置に精度良く取り付けることができる。
請求項７に記載の回転駆動装置では、請求項６におい
て、調整用窓部は第１隔壁部を出力軸の軸方向に貫通し
ている。調整用窓部の中心軸は貫通方向に延びて出力軸
に平行である。

【００１９】請求項８に記載の回転駆動装置では、請求
項４〜７のいずれかにおいて、速度検出機構は磁気セン
サである。検出手段は磁束の変化を検出する少なくとも
１つの磁気的検出手段であり、被検出部材は着磁部を有
する被磁気的検出部材である。

【００２０】請求項９に記載の回転駆動装置では、請求
項４〜７のいずれかにおいて、速度検出機構は光学セン
サである。検出手段は光学的な変化を検出する少なくと
も１つの光学的検出手段であり、被検出部材は被光学的
検出部材である。

【００２１】請求項１０に記載の回転駆動装置では、請
求項４〜９のいずれかにおいて、被検出部材は、出力軸
に対して軸方向に移動可能に嵌合する中心孔を有する略
円板状である。出力軸は第１係合部を有している。被検
出部材は、第１係合部に対して相対回転不能に係合しか
つ軸方向に着脱自在である第２係合部を有している。回
転駆動装置は、第１係合部と第２係合部が互いに係合す
るように被検出部材を軸方向に付勢する弾性部材をさら
に備えている。

【００２２】この回転駆動装置では、軸方向に着脱自在
な第１係合部と第２係合部とを弾性部材の付勢力によっ
て係合させているため、被検出部材の取付が簡単であ
る。請求項１１に記載の回転駆動装置では、請求項１０
において、第２係合部は被検出部材の減速装置側の面に
形成され、弾性部材は第１軸受と被検出部材との間に配
置されている。

【００２３】この回転駆動層装置では、弾性部材を支持
する部材として第１軸受を利用しているため、特別な部
材が不要となり、部品点数が少なくなる。請求項１２に
記載の回転駆動装置では、請求項１〜１１において、減
速装置は、モータの回転が入力される太陽車と、太陽車
と同心に配置されたインタナルリングと、太陽車に当接
し、インタナルリングから付勢力を受けながら当接する
複数の遊星車と、複数の遊星車を支持し出力軸に連結さ
れたキャリアとを有している。

【００２４】この回転駆動装置では、減速装置は、イン
タナルリングから遊星車が圧接され、摩擦（トラクショ
ン）によるトルク伝達を行う。請求項１３に記載の回転
駆動装置では、請求項１２において、モータの出力軸
は、減速装置の太陽車を構成する。

【００２５】請求項１４に記載の回転駆動装置では、請
求項１２又は１３において、第２隔壁の減速装置側の面
には付勢部材を収容する凹部が形成されている。凹部の
底面は、第２軸受の減速装置側端面よりさらに被動装置
側に位置している。

【００２６】この回転駆動装置では、第２隔壁部に凹部
を設けることで、付勢部材と第２軸受が径方向に重なる
軸方向寸法だけ、回転駆動装置の軸方向寸法を短縮でき
る。請求項１５に記載の回転駆動装置では、請求項１〜
１４のいずれかにおいて、ハウジングは、外壁部から一
体に形成され減速装置の周囲を覆う第２外壁部をさらに
有している。

【００２７】この回転駆動装置では、ハウジングは、伝
動手段及び減速装置の両方を覆う一体の部材として機能
しているため、構造が簡単になっている。請求項１６に
記載の回転駆動装置は、請求項１〜１５において、減速
装置を回転駆動するモータをさらに備えている。

【００２８】請求項１７に記載の回転駆動装置は、請求
項１〜１６のいずれかにおいて、速度検出機構からの検
出に基づいて、モータの駆動速度をフィードバック制御
するフィードバック制御手段をさらに備えている。

【００２９】

【発明の実施の形態】１．第１実施形態 （１）構成 図１は本発明の一実施形態による回転駆動装置１を示し
たものである。この回転駆動装置１は例えば画像形成装
置に用いられる。回転駆動装置１は、モータ２と、モー
タ２からの回転を減速して出力する遊星方式の減速装置
３と、減速装置３の出力を被動装置としての画像形成装
置に出力するための伝動手段４とから構成されている。
伝動手段４は、出力軸７や、その出力回転速度を検出す
るための速度検出機構８を有している。またこの回転駆
動装置１は、速度検出機構８からの出力が入力されるコ
ントローラ５と、コントローラ５からの制御信号に従っ
てモータ２の回転速度を制御するドライブ装置６とをさ
らに有している。

【００３０】なお、図１に示すＯ−Ｏが回転駆動装置１
の回転軸線である。以後、説明の便宜のため、回転軸線
が延びる方向を軸方向として、図１右側を軸方向入力側
とし、図１左側を軸方向出力側とする。回転軸線に対し
て回転する方向を回転方向又は円周方向とする。回転軸
線を中心に描く円半径の方向を径方向とする。

【００３１】モータ２は、ドライブ装置６からのドライ
ブ信号により駆動され、回転駆動装置１の回転駆動源と
して機能する。モータ２は、ブラケット１０と、ステー
タ１１と、ロータ１２とから主に構成されている。

【００３２】ブラケット１０は、筒状部１０ａと、その
一端から外周側に延びるフランジ１０ｂとから構成され
ている。さらに、フランジ１０ｂの一方の側面には、ベ
ース基板１０ｃが取り付けられ、他方の側面にはベース
基板１０ｃを支持する支持部材１０ｄが取り付けられて
いる。なお、モータ２は減速装置３の側面に固定されて
おり、具体的には支持部材１０ｄがボルト９によって伝
動手段４のハウジング３１（後述）に固定されている。

【００３３】ステータ１１は、複数枚の磁性板を積層し
てなる鉄心コアにコイルが巻設されてなり、ブラケット
１０の筒状部１０ａの外周に固定されている。ロータ１
２は、ロータヨーク１５と、ロータマグネット１６とか
ら構成されている。ロータヨーク１５は、磁性材料から
なる薄板形状であり、均一の厚みを有している。具体的
には、ロータヨーク１５は、円板状の垂直壁１５ａと、
その外周縁から減速装置３側に延びる筒状の環状壁１５
ｂとから構成されている。

【００３４】ロータマグネット１６は、円周方向に並ん
だ複数の極を有する円筒状の部材であり、環状壁１５ｂ
の内周面に固定されている。このようにして、ロータマ
グネット１６はステータ１１に径方向に対向してかつ同
心に配置されている。

【００３５】回転駆動軸１４は、モータ２の出力軸であ
り、ブラケット１０の筒状部１０ａ内を延び、軸方向に
並んだ複数の軸受１８，１９によって筒状部１０ａに回
転自在に支持されている。なお、軸受１８，１９はそれ
ぞれシール機能付きの軸受であり、減速装置３からの潤
滑剤がモータ２側に漏れ出ること、及び当該軸受の潤滑
剤が減速装置３側へ浸入することを防止している。回転
駆動軸１４の先端（減速装置３側）は、減速装置３内に
進入して、減速装置３の入力軸である太陽ローラ２０を
構成している。回転駆動軸１４の端部（減速装置３の反
対側）はロータヨーク１５の垂直壁１５ａの内周部に固
定されている。

【００３６】減速装置３は、１段系であり、さらには差
動遊星方式を採用している。さらに具体的には、減速装
置３は、金属ローラを圧接駆動するトラクション式であ
り、歯車を使った減速装置に比べて、角速度変動が少な
く、さらには低騒音・低振動・低バックラッシといった
優れた機能を有している。

【００３７】減速装置３は、モータ２の回転を例えば１
回転／秒程度に減速するものであり、前述の太陽ローラ
２０と、インタナルリング２１と、複数の（本実施形態
では、３個）遊星ローラ２２と、遊星ローラ２２を支持
するキャリア２３とを有している。そして、太陽ローラ
２０、インタナルリング２１、複数の遊星ローラ２２及
びキャリア２３は、潤滑剤としてのグリスが充填された
ハウジング（後述）内に収納されている。なお、減速装
置３を構成する各部材の材質あるいは仕様によっては、
潤滑剤なしのドライタイプで使用される場合もある。

【００３８】インタナルリング２１はそれぞれ円環状の
固定リング２１ａ及び可動リング２１ｂを有しており、
両リング２１ａ及び２１ｂは遊星ローラ２２を挟むよう
に対向して設けられている。固定リング２１ａは支持部
材１０ｄに対して軸方向及び回転方向に移動不能に固定
されている。また、可動リング２１ｂは、ハウジングに
対して軸方向に移動自在で、かつ相対回転不能に装着さ
れている。そして、両リング２１ａ，２１ｂの内周部の
対向する面は、それぞれテーパ状に形成されている。

【００３９】遊星ローラ２２は、ロッド２３ａによりキ
ャリア２３に対して片持ちで回転自在に支持されてお
り、大径ローラ部２２ａと小径ローラ部２２ｂとから構
成されている。大径ローラ部２２ａの外周面は太陽ロー
ラ２０の外周面に当接している。小径ローラ部２２ｂ
は、大径ローラ部２２ａの両側面中央部から大径ローラ
部２２ａと同心でかつ円錐台状に突出して形成されてい
る。そして、この小径ローラ部２２ｂのテーパ面に固定
リング２１ａ及び可動リング２１ｂの内周面に形成され
たテーパ面が当接している。このような構成によって、
各遊星ローラ２２は太陽ローラ２０の回りを公転しなが
ら自転することが可能である。キャリア２３は、リング
状の部材であり、中心部の孔には出力軸７が挿入されて
互いに相対回転不能に固定されている。なお、キャリア
２３と出力軸７とは一体に形成することも可能である。

【００４０】次に、伝動手段４について説明する。伝動
手段４は、ハウジング３１、出力軸７、速度検出機構８
等を有している。ハウジング３１は、主に、出力軸７の
周りに配置された外壁部３２と、その内部に形成された
第１隔壁部３３及び第２隔壁部３４とから構成されてい
る。図２及び図３に示すように、外壁部３２は概ね四角
筒形状である。外壁部３２の軸方向出力側（被動装置
側）には、磁気ホイル２５をハウジング３１内部に収容
するための被検出部材挿入用窓部３２ａと、センサ２６
を取り付けるための２つの検出手段挿入用窓部３２ｂが
形成されている。なお、磁気ホイル２５及びセンサ２６
は速度検出機構８を構成する部材であり、詳細は後述す
る。

【００４１】被検出部材挿入用窓部３２ａは外壁部３２
の一壁面に円周方向に長く形成された矩形形状である。
検出手段挿入用窓部３２ｂは、外壁部３２の被検出部材
挿入用窓部３２ａが形成された壁面とは別の壁面で互い
に対向する二壁面にそれぞれ円周方向に長く形成された
矩形形状である。被検出部材挿入用窓部３２ａの開口幅
寸法は、磁気ホイル２５が挿通しやすいように磁気ホイ
ル２５の外形寸法より幾分大きい。検出部材挿入用窓部
３２ｂの開口幅寸法は、センサ２６を取り付けるために
センサ２６の外形寸法とほぼ同一である。各検出手段挿
入用窓部３２ｂは、被検出部材挿入用窓部３２ａに比べ
れば円周方向に短くなっている。なお、被検出部材挿入
用窓部３２ａと検出手段挿入用窓部３２ｂとは、とも
に、径方向に開口している。

【００４２】より詳細に説明すると、被検出部材挿入用
窓部３２ａは外壁部３２を出力軸７の第１径方向に貫通
している孔であり、この孔の中心軸（孔の円周方向及び
軸方向の中心を第１径方向に延びる軸）は出力軸７に直
交している。また、検出手段挿入用窓部３２ｂは外壁部
３２を出力軸７の第２径方向に貫通している孔であり、
この孔の中心軸（孔の円周方向及び軸方向の中心を第２
径方向に延びる軸）は出力軸７に直交している。

【００４３】外壁部３２の被動装置側端には第１隔壁部
３３が一体的に形成されている。第１隔壁部３３は、略
矩形で、出力軸７が貫通する円形の中心孔３３ａが形成
されている。第１隔壁部３３の各角部には、その取付孔
は被動装置に固定するための取付孔が形成されている。
第１隔壁部３３の中心孔３３ａ内周面には、出力軸７を
回転自在に支持する第１軸受２７が設けられている。第
１軸受２７は、当該軸受内から外へ潤滑剤が流出するこ
と、及び当該軸受外から内へ異物が侵入するのを防止す
るシール機能を有するボールベアリングである。また、
第１軸受２７は、そのアウターレースが中心孔３３ａに
嵌合され、軸方向入力側が中心孔３３ａに形成されたフ
ランジ３３ｃによって支持されている。そして、第１軸
受２７のインナーレースには、これの軸方向出力側に出
力軸７に装着されたスナップリング４２が係止してお
り、これによりインナレースの軸方向出力側への移動が
禁止されている。

【００４４】さらに、第１隔壁部３３において、中心孔
３３ａの両側には一対のセンサ調整用窓部３３ｂが形成
されている。各センサ調整用窓部３３ｂは、外壁部３２
に形成された２つの検出手段挿入用窓部３２ｂにそれぞ
れ近接している。センサ調整用窓部３３ｂは、第１隔壁
部３３を出力軸７の軸方向に貫通する孔であり、その孔
の中心軸は出力軸７に平行である。この調整用窓部３３
ｂは、その中に位置決め用治具を挿入し、磁気ホイル２
５に対するセンサ２６を正確に位置決めするために使用
される。

【００４５】第２隔壁部３４は、外壁部３２に一体的に
形成されているが、第１隔壁部３３から軸方向入力側
（減速装置側）に離れている。したがって、第１隔壁部
３３と第２隔壁部３４との軸方向間には、外壁部３２に
覆われた矩形の収容空間部３５が確保されている。前述
の被検出部材挿入用窓部３２ａ，検出手段挿入用窓部３
２ｂ及び調整用窓部３３ｂは、収容空間部３５に連通し
ており、その意味でそれら窓部は収容空間部３５の一部
を構成していると考えても良い。

【００４６】第２隔壁部３４は、略矩形で出力軸７が貫
通する円形の中心孔３４ａが形成されている。第２隔壁
部３４の中心孔３４ａの内周面には、出力軸７を回転自
在に支持する第２軸受２８が設けられている。第２軸受
２８も第１軸受２７と同じシール機能を有するボールベ
アリングである。第２軸受２８は、そのアウターレース
が中心孔３４ａによって支持され、軸方向出力側が中心
孔３４ａに形成されたフランジ３４ｃにウェーブワッシ
ャ３６を介して支持されている。また、第２軸受２８の
インナーレースは軸方向入力側がキャリア２３に当接し
ており、これによりインナーレースの軸方向入力側への
移動が規制されている。

【００４７】以上に述べたように、第２隔壁部３４及び
第２軸受２８によって収容空間部３５と減速装置３側の
空間とを軸方向に分離し、さらに第２軸受２８にシール
機能を持たせている。したがって、減速装置３内部にグ
リス等の潤滑剤が充填されている場合には、この潤滑剤
が速度検出機構８側に侵入するのを抑えることができ
る。また、減速装置３内で発生したダスト（ドライタイ
プの場合）や摩耗粉が速度検出機構８側に侵入するのを
抑えることができる。したがって速度検出を精度良く行
うことが可能になる。

【００４８】前述のように、第１軸受２７と第２軸受２
８とは、それぞれ、第１隔壁部３３と第２隔壁部３４の
内周面に装着され、出力軸７を回転自在に支持してい
る。ここで、第１軸受２７と第２軸受２８は、磁気ホイ
ル２５等（後述）を軸方向に挟んでいるため、軸方向に
互いに離れている。そのため、同じ２個の軸受が軸方向
に近接して配置された構造に比べて、出力軸７のラジア
ル剛性が高くなる。

【００４９】第２隔壁部３４の減速装置３側には、円周
方向に等間隔で並んだ複数（本実施形態では、６個）の
収納用凹部３４ｂが形成されている。収納用凹部３４ｂ
は軸方向出力側に長く延びている。収納用凹部３４ｂに
はコイルスプリング２９が配置されている。コイルスプ
リング２９は、ワッシャ２９ａを介して可動リング２１
ｂを常に固定リング２１ａ側に付勢している。これによ
り、各遊星ローラ２２の大径ローラ部２２ａと太陽ロー
ラ２０との各接触面と、各小径ローラ部２２ｂと固定リ
ング２１ａ及び可動リング２１ｂとの各接触面とに、所
定の圧接力を与えることができる。したがって、各当接
部はトラクション方式によってトルク伝達され、各遊星
ローラ２２は太陽ローラ２０の回りを自転しながら公転
することが可能である。

【００５０】このように、コイルスプリング２９をモー
タ２側ではなく第２隔壁３４側に配置し、さらに第２隔
壁３４内に配置しているため、回転駆動装置１の軸線方
向寸法が短くなっている。より具体的に説明すると、収
納用凹部３４ｂの底面は、第２軸受２８の減速装置３側
端面よりさらに軸方向出力側に長く延びている。このこ
とは、第２軸受２８と凹部３４ｂは少なくともその一部
同士が同一の軸方向位置にあり、両者が径方向に重なっ
ていることを意味する。つまり、コイルスプリング２９
と第２軸受２８が径方向に重なる軸方向寸法分だけ、回
転駆動装置１の軸方向寸法を短縮することができる。

【００５１】なお、付勢部材としてコイルスプリングを
用いているため、常に安定した圧接力が得られる。付勢
部材としてはウェーブスプリングを用いても良く、その
場合はコイルスプリングに比較して軸方向寸法が更に短
くなる。また、付勢部材を省略して、インタナルリング
自体が遊星ローラ２２に付勢力を作用するような構成で
あってもよく、例えば、コの字断面のリングが遊星ロー
ラを付勢力を作用しながら挟持する構成や、遊星ローラ
の外径部に径方向内方に付勢力を作用するリング部材に
てなる構成等をあげることができる。

【００５２】ハウジング３１は、さらに、外壁部３２か
ら軸方向入力側に延びる筒状の第２外壁部３９を有して
いる。第２外壁部３９は外壁部３２と一体に形成され、
減速装置３の周囲を覆っている。つまり、第２外壁部３
９は減速装置３のハウジングを構成している。第２壁部
３９の外壁面は、外壁部３２と同じ四角筒形状で、その
内壁面は減速装置３の遊星ローラ２２の公転軌道に沿っ
た大径の円筒形状と、キャリア２３の外径に沿った小径
の円筒形状とからなる。第２外壁部３９の先端（モータ
２側）は、ブラケット１０の支持部材１０ｄに当接し、
前述のボルト９によって互いに固定されている。以上の
ように、伝動手段４のハウジングと減速装置３のハウジ
ングが一体形成されているため、部品点数が少なくなる
とともに構成が簡単になる。

【００５３】出力軸７は、減速装置３から被動装置側に
延びる軸であり、減速装置３側端にはキャリア２３が固
定されている。出力軸７はモータ２の回転駆動軸１４と
同心に配置されている。出力軸７は、前述のように、ハ
ウジング３１内で第１隔壁部３３及び第２隔壁部３４を
貫通している。より詳細には、出力軸７は、第１隔壁部
３３においては中心孔３３ａに装着された第１軸受２７
によって回転自在に支持され、第２隔壁部３４において
は中心孔３４ａに装着された第２軸受２８によって回転
自在に支持されている。

【００５４】速度検出機構８は、ハウジング３１の収容
空間部３５内に配置され、減速装置３の出力回転速度を
検出するための機構である。速度検出機構８は、磁気式
ロータリー形エンコーダであり、出力軸７の外周面に回
転不能に係止された磁気ホイル２５と、磁気ホイル２５
の外周面と径方向に所定の間隙をあけて配置された１対
の磁気センサ２６とを有している。磁気ホイル２５は、
概ね円板状のプラスチックマグネットであり、出力軸７
が貫通する中心孔２５ａを有している。磁気ホイル２５
の外周部には、円周方向に例えば６５０個程度のＮ極、
Ｓ極が交互にかつ等間隔に着磁されて形成されている。

【００５５】磁気ホイル２５と出力軸７の係止構造につ
いて説明する。図４に示すように、磁気ホイル２５のモ
ータ２側面には、中心孔２５ａの径方向に対向する２箇
所に径方向に直線で延びる１対の溝２５ｂが形成されて
いる。また、出力軸７の軸方向中間付近には径方向に貫
通する孔７ａが形成され、その中に回り止めピン３０が
嵌められている。回り止めピン３０の両端は、出力軸７
の外側に突出し、１対の溝２５ｂにはまり込んでいる。
そのため、係合状態では磁気ホイル２５は出力軸７と一
体回転するようになっている。また、回り止めピン３０
の長さは、１対の溝２５ｂの径方向外側端同士の間の長
さより短く、また、第２隔壁部３４の中心孔３４ａの径
より短くなっている。

【００５６】回り止めピン３０と１対の溝２５ｂとは軸
方向に容易に係合及び離脱が可能であり、取付性が向上
している。また、第１軸受２７と磁気ホイル２５との間
にはウェーブワッシャ４１が配置され、ウェーブワッシ
ャ４１は磁気ホイル２５を回り止めピン３０側に付勢し
ている。このため、磁気ホイル２５は回り止めピン３０
に係合した状態を維持している。

【００５７】なお、磁気ホイル２５を出力軸７に一体回
転不能に固定する方法としは、セットボルトを用いて磁
気ホイルを出力軸にネジ止めすることもできる。その場
合には、ネジ孔を確保するために一定の軸方向寸法を有
する肉厚部分を確保することが必要となってしまう。そ
のため、軸方向寸法が限定されている場合にはネジ孔の
形成が困難になるという問題が生じる。また、回り止め
ピン３０と溝２５ｂを互いに係合させる部材としてウェ
ーブワッシャの代わりにスナップリングを用いることも
できる。しかし、その場合には、磁気ホイルに掛ける予
圧が安定せず、磁気ホイルの幅公差を精密に設定しなけ
ればならない。また、部材が熱膨張しても、ウェーブワ
ッシャは磁気ホイル２５に常時所定の予圧が付与される
ので取付精度に歪みが生じにくい。以上の点において、
本実施形態の構造は優れている。

【００５８】１対の磁気センサ２６は、それぞれ磁気抵
抗効果素子（ＭＲ素子）からなるものであり、互いに対
向する位置（１８０°間隔）に配置されている。より詳
細には、各磁気センサ２６は、各検出手段挿入用窓部３
２ｂに配設されている。各磁気センサ２６のＭＲ素子は
磁気ホイル２５に近接しており、その近接部分はセンサ
調整用窓部３３ｂに対応している。

【００５９】コントローラ５は、水晶発振器、分周器、
位相差検出手段、駆動パルス出力手段等を含む制御回路
であり、２つの磁気センサ２６からの検出出力に基づい
て、出力回転速度が所望の設定値になるようにモータ駆
動パルスを出力する回路である。また、ドライブ装置６
は、コントローラ５からの駆動パルスに基づいてモータ
２を駆動するための装置である。コントローラ５及びド
ライブ装置６を構成する部品等はベース基板１０ｃに実
装されている。

【００６０】上述したコントローラ５及びドライブ装置
６は、速度検出機構８の速度検出結果に基づいてモータ
２の駆動状態を制御する機能を実現するためのフィード
バック制御手段である。

【００６１】（２）動作 モータ２において、ステータ１１に所用電力が通電され
ると、ステータ１１とロータ１２のロータマグネット１
６との電磁的作用により、ロータ１２が回転駆動され
る。この結果、回転駆動軸１４が回転し、この回転は減
速装置３に入力される。この回転は、太陽ローラ２０、
遊星ローラ２２及びインタナルリング２１のそれぞれの
外径、内径によって決まる減速比によって減速され、キ
ャリア２３及び出力軸７を介して出力される。

【００６２】磁気ホイル２５及び１対の磁気センサ２６
によって出力軸７の回転速度がパルス信号として検出さ
れ、このパルス信号はコントローラ５に入力される。コ
ントローラ５では、２つの磁気センサ２６の検出信号を
比較演算することにより、磁気ホイル２５が正しく取り
付けられている状態での出力軸７の回転信号を合成す
る。そしてこの合成信号と、回転基準パルス（出力軸７
の均一回転に対応するパルス）との位相差を検出し、こ
の位相差がなくなるような制御信号がドライブ装置６に
入力される。なお、この制御に関しては、特開平１１−
３４１８５４号公報に詳しく記述されている。そして、
ドライブ装置６からの駆動信号によってモータ２の回転
速度が増減される。

【００６３】このようなフィードバック制御によって、
減速装置３の出力回転速度が所望の設定速度になるよう
にモータ２の回転速度が制御される。 （３）組立 次に、図３を用いて、伝動手段４の組立動作について説
明する。なお、図３は各部材の関係を説明するための概
略図であり、形状等を単純化している。

【００６４】出力軸７には、あらかじめ第２軸受２８及
びウェーブワッシャ３６を組み付け、さらに回り止めピ
ン３０を嵌入しておく。次に、磁気ホイル２５を被検出
部材挿入用窓部３２ａから矢印Ｙの方向に案内し収容空
間部３５に仮配置する。そして、出力軸７をハウジング
３１内に第２隔壁部３４から第１隔壁部３３に向けて挿
入していく。出力軸７の先端は、第２隔壁部３４の中心
孔３４ａを貫通し、次に磁気ホイル２５の中心孔２５ａ
内を貫通し、さらに、第１隔壁部３３の中心孔３３ａ内
を貫通し、第１隔壁部３３の外部に突出する。このと
き、回り止めピン３０は、第２隔壁部３４の中心孔３４
ａを通過し、磁気ホイル２５の溝２５ｂ内に入り込む。
次に、ウェーブワッシャ４１を出力軸７の先端からはめ
込んで第１隔壁部３３の中心孔３３ａ内に挿入する。さ
らに、第１軸受２７を出力軸７の先端からはめ込んで、
中心孔３３ａのフランジ３４ｃに当接するまで押し込ん
で、スナップリング４２を出力軸７の外周面に取り付け
る。なお、ウェーブワッシャ４１は、第１軸受２７のイ
ンナーレースと、磁気ホイル２５の内周部との間で軸方
向に圧縮されている。そのため、磁気ホイル２５は、回
り止めピン３０に回転方向の移動が規制され、しかも、
回り止めピン３０とウェーブワッシャ４１とに挟まれて
軸方向移動が規制されて、出力軸７に固定されている。

【００６５】続いて、磁気センサ２６を検出手段挿入用
窓部３２ｂに取り付ける。その際に、磁気センサ２６の
ＭＲ素子と磁気ホイル２５外周面との間の距離を正確に
設定する必要がある。そこで、調整用窓部３３ｂから位
置決め用治具（その微小間隙幅と同寸法の肉厚の隙間ゲ
ージ）を挿入し、磁気ホイル２５とＭＲ素子との間に治
具を挟み付けるように磁気センサ２６を第２径方向に移
動させる。磁気センサ２６がその治具に当接した状態で
この磁気センサ２６を固定し、治具を抜き取ると、磁気
ホイル２５とＭＲ素子との間に所望の微小隙間が確保さ
れている。この結果、一体成形されたハウジング３１の
内部に速度検出機構８を収容することとなっても磁気セ
ンサ２６の取付を極めて高い精度で、かつ、簡単に行う
ことができる。なお、磁気ホイル２５とＭＲ素子との間
は例えば数十μｍである。この後、被検出部材挿入用窓
部３２ａ、検出部材挿入用窓部３２ｂ及び調整用窓部３
３ｂは、収容空間部３３内に埃等が浸入するのを防止す
るために封止用テープ（図示なし）が貼り着けられる （４）作用効果 本願発明の特徴は「ハウジングが一体成形されているこ
と」であり、これにより以下の効果が生じる。

【００６６】部品点数の低減 従来、複数の部品で構成していたハウジングを一体成形
により構成すること、第２隔壁部と第２軸受により速度
検出機構への不純物を防止するためだけの部材（シール
部材）が不要となることで、全体としての部品点数を低
減できた。

【００６７】ハウジング製造コストの低減 一体成形であるため、高精度の複雑な形状を短い工数で
製造できるようになり、製造コストが低減できた。

【００６８】部品取付の容易化 一体成形で比較的複雑な形状のハウジングとなり、速度
検出機構や軸受等の取付性を損なう恐れがあるが、本願
発明で各窓部を適切に配置することで、速度検出機構や
軸受等の部品の取付性を損なうことなく容易にすること
ができた。

【００６９】組立工数の低減 従来に比べ部品点数が少なくなったこと、及び部品取付
を容易にする窓等の追加形状をハウジングに用意したこ
とから、全体としての組立工数が少なくなった。

【００７０】組立精度の向上 従来の複数部品の構成では、個々の部品誤差に加えて組
立誤差が蓄積され全体として精度向上は困難であった
が、ハウジングを一体成形することで組立誤差がなくな
った。これによりハウジング面を基準に組み立てること
が容易にでき、組立精度が向上した。

【００７１】部品自体の性能向上 ハウジングの表面精度と剛性の向上により、組立精度と
強度が向上した。その結果高い回転精度及び長期間の運
転に耐えうる強度を実現できた。加えて速度検出機構へ
の防塵性が向上し、長期間の安定運転が可能になった。

【００７２】ラジアル荷重の強化 速度検出機構を出力側に設けたため、出力軸を支える一
対のベアリング間隔を広くすることができた。これによ
り先行例に比較して高いラジアル荷重性が実現できた。

【００７３】本が発明では軸方向に短くする狙いは少
ないと考えられる。 ２．第２実施形態 前記実施形態では磁気センサは２つ設けられていたが、
図５に示すように一方の磁気センサを省略し、磁気セン
サ２６を１つとしてもよい。これに伴い、一方の検出手
段挿入用窓部３２ｂ及び一方の調整用窓部３３ｂも省略
できるが、その他の基本的な構造は前記実施形態と同様
である。

【００７４】３．第３実施形態 前記実施形態では、何れも、被検出部材挿入用窓部３２
ａ及び検出手段挿入用窓部３２ｂが別々に設けられてい
たが、図６及び図７に示すように、磁気センサ２６を被
検出部材挿入用窓部３２ａに取り付けて、検出手段挿入
用窓部３２ｂを省略しても良い。従って、被検出部材挿
入用窓部３２ａは、磁気ホイル２５を収容空間部３５内
に挿入する機能と、磁気センサ２６を配設する機能とを
有していることになる。また、調整用窓部３３ｄは、磁
気センサ２６に対応させて第１隔壁部３３の上部に設け
られている。この場合、被検出部材挿入用窓部３２ａは
磁気センサ２６に比べて十分大きい寸法なので、磁気セ
ンサ２６の取付には、窓部３２ａとの間にスペーサ等を
介在させるなどするとよい。

【００７５】４．第４実施形態 前記実施形態では何れも検出手段用窓部３３ｅが外壁部
３２に設けられていたが、図８に示すように、ハウジン
グ３１の第１隔壁部３３に磁気センサを取り付けるため
の検出手段挿入用窓部３３ｅを設けても良い。検出手段
挿入用窓部３３ｅはこの孔の中心軸が出力軸７に対して
平行となるよう開口している。調整用窓部を設ける場合
は外壁部に設けるとよい。勿論、磁気センサを一対設け
て検出精度の向上を図ってもよい。

【００７６】５．第５実施形態 前記実施形態の磁気的検出機構の代わりに、光学的検出
機構を用いても良い。図９に示すように、速度検出機構
５１は、光学式ロータリー形エンコーダであって、パル
ス円板５２と、投光器及び受光器を含む光検出器５３と
を有している。パルス円板５２の外周部には、複数のス
リット等の光透過部が円周方向に等間隔に並べて配置さ
れている。光検出器５３はコ字状であり、その隙間にパ
ルス円板５２の光透過部が形成された部分が侵入してい
る。パルス円板５２はホイル５５に固定されている。ホ
イル５５の構造及び他の部材との関係は前記実施形態の
磁気ホイルと外形寸法が小さい以外は同様であるのでこ
こでは説明を省略する。光検出器５３は被検出部材挿入
用窓部３２ａに固定され、装置内部に入り込むように組
み込まれている。

【００７７】６．他の実施形態 ハウジングの外壁部は、概ね四角筒形状に限定されず円
筒形状であってもよい。

【００７８】窓部の形状は、矩形に限定されず、円形等
各種形状であってよい。前記実施形態では、減速装置を
構成する部材をローラ等の摩擦車とし、太陽ローラと各
遊星ローラとの間、各遊星ローラとインタナルリングと
の間をトラクション方式としたが、トラクション方式は
その一部でもよい。さらに、親子型と呼ばれる減速装置
や特願２０００−３０７４９６号で開示された減速装置
でもよい。

【００７９】

【発明の効果】本発明に係る回転駆動装置では、従来、
複数の部品で構成していたハウジングを一体成形により
構成すること、第２隔壁部と第２軸受により速度検出機
構への不純物を防止するためだけの部材（シール部材）
が不要となることで、全体としての部品点数及び加工工
数を低減でき、加えてハウジングの剛性及び組立精度の
向上が図られ、更に速度検出機構が汚染されないため長
期間安定に動作することができる。また、速度検出機構
の配置に絡む各種窓部をハウジングに設けることで、一
体成形されたハウジングであっても速度検出機構を高精
度かつ簡単に取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による回転駆動装置の断
面構成図。

【図２】図１のII矢視図で、当該回転駆動装置の正面
図。

【図３】伝動手段の分解斜視図。

【図４】磁気ホイルと出力軸の係合状態を示す図。

【図５】第２実施形態による回転駆動装置の正面図。

【図６】第３実施形態による回転駆動装置の断面構成
図。

【図７】図６のVII矢視図。

【図８】第４実施形態による回転駆動装置の正面図。

【図９】第５実施形態による回転駆動装置の断面構成
図。

【符号の説明】

１ 回転駆動装置 ２ モータ ３ 減速装置 ４ 伝動手段 ５ コントローラ ６ ドライブ装置 ７ 出力軸 ８ 速度検出機構 ２５ 磁気ホイル（被検出部材） ２５ｂ 溝（第２係合部） ２６ 磁気センサ（検出手段） ２７ 第１軸受 ２８ 第２軸受 ２９ コイルスプリング（付勢部材） ３０ 回り止めピン（第１係合部） ３１ ハウジング ３２ 外壁部 ３２ａ 被検出部材挿入用窓部（第１窓部） ３２ｂ 検出手段挿入用窓部（第２窓部） ３３ 第１隔壁部 ３３ｂ 調整用窓部 ３４ 第２隔壁部 ３５ 収容空間部 ３９ 第２外壁部 ４１ ウェーブワッシャ（弾性部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若松 俊男 京都府長岡京市神足寺田１番地 日本電産 シンポ株式会社内 (72)発明者 渋谷 正洋 京都府長岡京市神足寺田１番地 日本電産 シンポ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J051 AA01 BA04 BB06 BC01 BD02 BE03 EA02 EB04 FA10 5H550 AA04 AA14 BB04 BB08 CC06 DD01 GG03 HA06 HB07 JJ02 JJ30 LL05 LL08 LL56 PP02 5H607 AA06 AA12 BB01 BB14 BB17 BB26 CC03 CC07 DD19 EE33 HH03 HH08 HH09

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源としてモータを使用し、被動装
   置を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して、
   モータの駆動回転速度をフィードバック制御する回転駆
   動装置であって、 前記モータによって駆動される減速装置と、 前記減速装置から前記被動装置側に延びる出力軸を有
   し、前記減速装置の出力を前記被動装置に伝える伝動手
   段と、 前記減速装置の前記被動装置側に配置され、前記出力軸
   の回転速度を検出するための速度検出機構と、 前記出力軸及び前記速度検出機構の周囲を覆う外壁部
   と、前記外壁部の前記被動装置側に一体に形成され前記
   出力軸が貫通する第１隔壁部と、前記外壁部の前記減速
   装置側に一体に形成され前記出力軸が貫通する第２隔壁
   部とを有するハウジングと、 前記第１隔壁部の内周面と前記出力軸との間に配置され
   た第１軸受と、 前記第２隔壁部の内周面と前記出力軸との間に配置され
   た第２軸受とを備え、 前記第２隔壁部は、前記第１隔壁部及び前記外壁部とと
   もに前記速度検出機構が設置される収容空間部を形成
   し、前記減速装置と前記速度検出機構とを軸方向に分離
   していることを特徴とする、回転駆動装置。
2. 【請求項２】前記ハウジングには、前記速度検出機構を
   前記収容空間部に設置するための窓部が形成されてい
   る、請求項１に記載の回転駆動装置。
3. 【請求項３】前記窓部は、前記外壁部を前記出力軸の径
   方向に貫通しており、 前記窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記出力軸
   に直交している、請求項２に記載の回転駆動装置。
4. 【請求項４】前記速度検出機構は、検出手段と、前記出
   力軸と一体回転し前記検出手段によって検出される被検
   出部材とからなり、 前記窓部は、前記被検出部材を前記収容空間部内に設置
   するための第１窓部と、前記検出手段が配設される第２
   窓部とを有する、請求項３に記載の回転駆動装置。
5. 【請求項５】前記第１窓部は、前記外壁部を前記出力軸
   の径方向に貫通しており、 前記第１窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記出
   力軸に直交しており、 前記第２窓部は、前記外壁部を前記出力軸の径方向に貫
   通しており、 前記第２窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記出
   力軸に直交している、請求項４に記載の回転駆動装置。
6. 【請求項６】前記ハウジングには、前記検出手段を配設
   する際に取付位置を調節するための調整用窓部が設けら
   れている、請求項４又は５に記載の回転駆動装置。
7. 【請求項７】前記調整用窓部は、前記第１隔壁部を前記
   出力軸の軸方向に貫通しており、 前記調整用窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記
   出力軸に平行である、請求項６に記載の回転駆動装置。
8. 【請求項８】前記速度検出機構は磁気センサであり、 前記検出手段は、磁束の変化を検出する少なくとも１つ
   の磁気的検出手段であり、 前記被検出部材は、着磁部を有する被磁気的検出部材で
   ある、請求項４〜７のいずれかに記載の回転駆動装置。
9. 【請求項９】前記速度検出機構は光学センサであり、 前記検出手段は、光学的な変化を検出する少なくとも１
   つの光学的検出手段であり、 前記被検出部材は被光学的検出部材である、請求項４〜
   ７のいずれかに記載の回転駆動装置。
10. 【請求項１０】前記被検出部材は、前記出力軸に対して
    軸方向に移動可能に嵌合する中心孔を有する略円板状で
    あり、 前記出力軸は第１係合部を有し、 前記被検出部材は、前記第１係合部に対して相対回転不
    能に係合しかつ軸方向に着脱自在である第２係合部を有
    し、 前記第１係合部と前記第２係合部が互いに係合するよう
    に前記被検出部材を軸方向に付勢する弾性部材をさらに
    備えている、請求項に４〜９のいずれかに記載の回転駆
    動装置。
11. 【請求項１１】前記第２係合部は前記被検出部材の前記
    減速装置側の面に形成され、 前記弾性部材は前記第１軸受と前記被検出部材との間に
    配置されている、請求項１０に記載の回転駆動装置。
12. 【請求項１２】前記減速装置は、 前記モータの回転が入力される太陽車と、 前記太陽車と同心に配置されたインタナルリングと、 前記太陽車に当接し、前記インタナルリングからの付勢
    力を受けながら当接する複数の遊星車と、 前記複数の遊星車を支持し、前記出力軸に連結されたキ
    ャリアと、を有している、請求項１〜１１に記載の回転
    駆動装置。
13. 【請求項１３】前記モータの出力軸は、前記減速装置の
    前記太陽車を構成する、請求項１２に記載の回転駆動装
    置。
14. 【請求項１４】前記第２隔壁の前記減速装置側の面には
    前記付勢部材を収容する凹部が形成されており、 前記凹部の底面は、前記第２軸受の前記減速装置側端面
    よりさらに前記被動装置側に位置している、請求項１２
    又は１３に記載の回転駆動装置。
15. 【請求項１５】前記ハウジングは、前記外壁部から一体
    に形成され前記減速装置の周囲を覆う第２外壁部をさら
    に有している、請求項１〜１４のいずれかに記載の回転
    駆動装置。
16. 【請求項１６】前記減速装置を回転駆動するモータをさ
    らに備えている、請求項１〜１５に記載の回転駆動装
    置。
17. 【請求項１７】前記速度検出機構からの検出に基づい
    て、前記モータの駆動速度をフィードバック制御するフ
    ィードバック制御手段をさらに備えている、請求項１〜
    １６のいずれかに記載の回転駆動装置。